SEM与AFM的区别

        扫描电子显微镜要求样品表面能够导电，只能直接观察导体和半导体的表面结构，对于非导电样品则要在表面覆盖一层导电薄膜，导电薄膜的粒度和均匀性难以保证，会掩盖样品表面的细节，为了弥补SEM的这一不足，1986年Binning，Quate和Gerber发明了第一台原子力显微镜AFM。AFM现已广泛应用于半导体、纳米功能材料、化工、生物研究和科研院所各种纳米相关学科的研究实验等领域中，成为纳米科学研究的基本工具。

        尽管SEM 和AFM 的横向分辨率是相似的,但每种方法又会根据观察者对试样表面所要了解的信息不同而提供更完美的表征。SEM 和AFM 两种技术最基本的区别在于处理试样深度变化时有不同的表征。极其平整的表面既可能是天然形成的,如某些矿物晶体表面,也可能是经过处理的,如抛光和晶体在半导体上的取向生长以及光盘表面等。对经过王水处理去掉外层保护膜的磁光盘进行扫描。与SEM 不同,AFM 一次扫描即可完成三维测量(X、Y、Z)。由于AFM的纵向分辨率小于0.5 埃,所以它可以分辨出光盘在垂直方向不足100nm 凹坑。而对于如此平整的样品,由于高度的变化极其微小,SEM 却很难分辨出这些特征。

SEM 和AFM 是两种类型的显微镜,它们最根本的区别在于它们操作的环境不同。

        SEM 需要真空环境中进行,而AFM 是在空气中或液体环境中操作。环境问题有时对解决具体样品显得尤为重要。首先,我们经常遇到的是像生物材料这一类含水试样的研究问题。这两种技术通过不同的方法互为补偿,SEM 需要环境室,而AFM 则需要液体池。其次,由于SEM 这一技术的特性决定了它需要在真空环境中工作,由此带来的问题是样品必须是适合真空的,样品表面是导电的以及要保持一定的真空度。对于不导电的样品,可以用真空镀膜技术覆盖上导电的表面层,当然还可以用低加速电压操作，或者在环境室(低真空)中工作,而后者是以牺牲图像的质量和分辨率为代价的。

虽然SEM 和AFM 的表现形式非常不同

        但二者有着许多相似之处:①两种技术都是探针在样品表面做光栅式扫描,通过检测器检测到探针与样品表面相互作用而形成的一幅图像。②它们的横向分辨率在数量级上是一样的(尽管在一定的条件下AFM 更优于SEM)。③它们都是人们认可的获得高分辨率图像最常用和有效的方法。扫描电镜的发展要早于、成熟于原子力显微镜但是最近几年原子力显微镜的迅速发展,以及它所发挥的作用也是不容忽视的。扫描电镜和原子力显微镜是互为补充的两种图像技术。

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